云勇林場不同林業(yè)發(fā)展模式森林資源動態(tài)分析

唐敏聰，陳世清，楊 清，蘇木榮，王 鋒

(1. 廣東省龍眼洞林場，廣東 廣州 510520； 2. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，廣東 廣州 510642； 3. 廣東森科園林綠化工程有限公司，廣東 廣州 510520； 4. 佛山市云勇生態(tài)林養(yǎng)護(hù)中心，廣東 佛山 528518；5. 廣東省德慶林場，廣東 德慶 526600)

縱觀世界各國的林業(yè)發(fā)展，大多都是經(jīng)過由木材利用到木材培育和利用，再到可持續(xù)發(fā)展的過程[1]。林業(yè)發(fā)展模式與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、林業(yè)產(chǎn)業(yè)定位，森林經(jīng)營理念及林業(yè)管理模式、政策支撐與國家發(fā)展戰(zhàn)略等息息相關(guān)[2]。而森林資源的變化是社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展對林業(yè)產(chǎn)品培育與保護(hù)利用的反映[3-5]。國有林場是植樹造林、森林資源培育、保護(hù)和合理利用資源、維護(hù)國家生態(tài)安全的重要機(jī)構(gòu)[6]，國有林場森林資源數(shù)量、培育產(chǎn)品和利用力度與林業(yè)發(fā)展模式關(guān)系密切。根據(jù)國有林場改革指導(dǎo)思想，我國現(xiàn)有公益性國有林場通過改革，林業(yè)發(fā)展模式必須實(shí)現(xiàn)由木材生產(chǎn)為主轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷳B(tài)修復(fù)和建設(shè)為主、由利用森林獲取經(jīng)濟(jì)利益為主向保護(hù)森林提供生態(tài)服務(wù)為主的生產(chǎn)經(jīng)營轉(zhuǎn)變[7]。佛山市云勇林場是廣東省較早轉(zhuǎn)制成公益一類事業(yè)單位性質(zhì)的國有林場，歷經(jīng)不同的林業(yè)發(fā)展模式，對其不同林業(yè)發(fā)展模式下森林資源變化進(jìn)行研究，分析總結(jié)發(fā)展變化規(guī)律，可為進(jìn)一步推動國有林場發(fā)展提供參考。

1 研究區(qū)概況

佛山市云勇林場(以下簡稱“云勇林場”)位于佛山市高明區(qū)，現(xiàn)有經(jīng)營面積1 958.29 hm2，其中林業(yè)用地面積1 922.39 hm2。屬低山丘陵地形，年均溫22 ℃，年降雨量1 720 mm，土壤主要為花崗巖發(fā)育而成的赤紅壤?，F(xiàn)有植被主要為亞熱帶常綠闊葉人工林。林場始建于1958年，原為廣東省屬林場，于1984年下放給佛山市管理。林場自成立至今已有61年，屬性歷經(jīng)生產(chǎn)性事業(yè)單位、自主自收事業(yè)單位(事業(yè)單位企業(yè)管理)轉(zhuǎn)制成廣東省較早公益一類事業(yè)單位性質(zhì)的國有林場[8]。伴隨著屬性的轉(zhuǎn)變，其林業(yè)發(fā)展歷經(jīng)以培育松樹、杉木、桉樹等用材林資源為主，通過獲取木材為主要目的林業(yè)發(fā)展模式(1958—2001年)，以生態(tài)修復(fù)和建設(shè)為主、木材生產(chǎn)和生態(tài)建設(shè)并重的綜合性林業(yè)發(fā)展模式(2002—2013年)和以生態(tài)建設(shè)為主保護(hù)森林提供生態(tài)服務(wù)為主要目的林業(yè)發(fā)展模式(2013年至今)。

2 材料與方法

2.1 研究數(shù)據(jù)來源

采用的基本資料為1993、2001、2012、2018年云勇林場不同林業(yè)發(fā)展模式轉(zhuǎn)變節(jié)點(diǎn)森林資源二類調(diào)查主要因子數(shù)據(jù)，以及1993—2018年連續(xù)25年云勇林場主要森林資源培育和利用的檔案材料。

2.2 研究方法

參考我國林業(yè)發(fā)展歷史[1]，以我國森林分類經(jīng)營起始時(shí)間1993年作為研究時(shí)間起始點(diǎn)，結(jié)合云勇林場的森林經(jīng)營歷史沿革[7]，選用1993—2001年代表以木材生產(chǎn)為主的林業(yè)發(fā)展模式(下簡稱Ⅰ)，2002—2011年代表以生態(tài)修復(fù)和建設(shè)為主的林業(yè)發(fā)展模式(下簡稱Ⅱ)和2012—2018年代表保護(hù)森林提供生態(tài)服務(wù)為主林業(yè)發(fā)展模式(下簡稱Ⅲ)起止年度的森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)中反映森林資源數(shù)量的喬木林面積、森林覆蓋率、森林總蓄積量和反映資源質(zhì)量的喬木林單位蓄積量、生態(tài)公益林比例、混交林比例以及反映森林資源利用的生態(tài)功能等級和森林景觀等級等主要資源因子，不同林業(yè)發(fā)展模式時(shí)期與國有林場主要職能“植樹造林，森林資源培育、保護(hù)和合理開發(fā)利用”[6]密切相關(guān)的林木采伐量，造林面積、應(yīng)用樹種等主要經(jīng)營產(chǎn)品為對象，縱向?qū)Ρ确治?種林業(yè)發(fā)展模式下森林資源數(shù)量、質(zhì)量和生態(tài)景觀因子等數(shù)據(jù)變化。

2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2019軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理，縱向比較分析4個(gè)年份3個(gè)發(fā)展模式云勇林場森林資源動態(tài)變化數(shù)據(jù)，研究其變化規(guī)律。

1)喬木林面積占比

喬木林面積占比(%)通過公式(1)計(jì)算：

Yi=100×Fi/Di

(1)

式中：Yi為表現(xiàn)i年度喬木林地類面積占總面積百分率；Fi表示i年度喬木林面積；Di表示i年度有林地總面積；有效數(shù)字保留兩位小數(shù)。

2)森林覆蓋率

區(qū)域內(nèi)單位森林面積(郁閉度0.2以上的喬木林地和竹林地面積)與土地面積的之比的百分?jǐn)?shù)。

森林覆蓋率(P，%)通過公式(2)計(jì)算：

P=100×(森林面積/土地經(jīng)營總面積)

(2)

式中：森林面積和土地面積的計(jì)算單位為hm2；有效數(shù)字保留兩位小數(shù)。

3)森林資源因子增長率/下降率

主要指的是本期值比上一統(tǒng)計(jì)周期的增長量/減少量與上一個(gè)統(tǒng)計(jì)周期的比值，通常以百分?jǐn)?shù)的形式表現(xiàn)，該公式主要應(yīng)用于不同時(shí)期與上一周期之間相同內(nèi)容之間的比較，林木主要資源因子中，不同林業(yè)發(fā)展階段喬木林面積占比、森林覆蓋率、林木總蓄積量與喬木林單位面積蓄積量、不同年份林種占比均使用公式(3)進(jìn)行比較和計(jì)算：

Gr(Rr)=(Ci-Bi/Bi)×100%

(3)

式中：Gr為增長率；Rr為下降率；Ci為當(dāng)期起始數(shù)據(jù)；Bi為上一終止期數(shù)據(jù)，如果計(jì)算值為正值(+)，則稱增長率，如果計(jì)算值為負(fù)值(-)，則稱下降率(減少率)；有效數(shù)字保留兩位小數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 森林資源數(shù)量變化分析

3.1.1喬木林面積變化

根據(jù)云勇林場3個(gè)不同林業(yè)發(fā)展模式起止時(shí)間節(jié)點(diǎn)4個(gè)年份森林二類調(diào)查數(shù)據(jù)庫資料顯示，林場的經(jīng)營面積處在動態(tài)變化之中，主要原因是：(1)部分?jǐn)?shù)據(jù)更新不及時(shí)；(2)調(diào)查技術(shù)手段提高帶來精度提升；(3)國土與林業(yè)部門對林緣邊耕地、園地等是否作為林地的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一；(4)不同年份林業(yè)部門對辦公、生產(chǎn)、生活場所，護(hù)林站及林區(qū)公路等輔助生產(chǎn)林地與非林地統(tǒng)計(jì)方式不統(tǒng)一，導(dǎo)致數(shù)據(jù)有差異性[9]。為直觀比較，喬木林森林資源數(shù)量變化采用各年度喬木面積占經(jīng)營面積百分比進(jìn)行比較(表1)。

從表1的數(shù)據(jù)分析可知，喬木林面積占比從Ⅰ模式起始年的1993年的81.94%到Ⅲ模式2018年的98.95%，總體上呈增加趨勢。從增長幅度變化分析，以Ⅲ模式增幅最大，達(dá)11.63%，而Ⅰ與Ⅱ模式增幅相差較小，分別為4.82%和3.20%(表1)。究其原因有3點(diǎn)，(1)由于Ⅰ～Ⅲ模式林木采伐面積小于造林面積；(2)1993年的采伐跡地34.1 hm2通過造林轉(zhuǎn)變成喬木林地，而2016年后林場已停止林木主伐，只對林分進(jìn)行森林撫育；(3)在Ⅲ模式，一些竹林、苗圃、灌木林和輔助林地轉(zhuǎn)變成喬木林地。

表1 云勇林場不同發(fā)展時(shí)期主要時(shí)間節(jié)點(diǎn)森林資源數(shù)量因子變化

3.1.2森林覆蓋率變化

從表1的數(shù)據(jù)分析可知，森林覆蓋率從Ⅰ模式起始年1993年的80.80%上升到Ⅲ模式2018年的98.17%，總體上呈增加趨勢。從增長幅度分析，以Ⅲ模式時(shí)期增幅最大，達(dá)12.02%，其次為Ⅰ模式，增幅為6.39%，Ⅱ模式的增幅最小，僅為1.95%。究其原因，與喬木林面積增幅大體相似，造林面積大于采伐面積，Ⅲ模式將竹林、苗圃、灌木林和輔助林地通過造林轉(zhuǎn)變成喬木林地，在Ⅱ模式，由于林場要轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷳B(tài)型林場，需要加大對用材樹種的采伐力度，營造更多生態(tài)功能更強(qiáng)的鄉(xiāng)土闊葉樹種，達(dá)到生態(tài)修復(fù)建設(shè)成效，造成Ⅱ模式增幅最低(表2)。

表2 云勇林場不同發(fā)展時(shí)期主要林木資源培育與利用產(chǎn)品變化

3.1.3森林總蓄積量變化

從表1的數(shù)據(jù)分析可知，森林總蓄積量呈先降后升趨勢。從Ⅰ模式起始年1993年的125 813 m3(最高)一直下降到Ⅱ模式終止期2012年的56 200 m3(最低)，隨后再上升到Ⅲ模式2018年的123 147 m3。降幅最大的為Ⅱ模式，下降了43.54%，增幅最大的是Ⅲ模式，增長了119.12%。究其成因，在Ⅰ模式和Ⅱ模式，為獲得木材利益和加快生態(tài)建設(shè)，林木采伐量始終居高不下，大量蓄積量較大的成、近熟林被采伐，而Ⅰ模式和Ⅱ模式新栽林木因林齡小，生長量小，林木資源得不到恢復(fù)補(bǔ)充，造成總蓄積量不斷下降，到Ⅱ模式后期達(dá)到最低點(diǎn)，而到了Ⅲ模式，伴隨采伐量劇減，Ⅰ模式和Ⅱ模式前期栽植林木開始進(jìn)入中齡，生長量加大，林木蓄積量不斷增加，逐步回升。

3.2 森林資源培育產(chǎn)品變化分析

3.2.1造林樹種與林分的變化

伴隨著林場主要職能的轉(zhuǎn)變，其森林資源培育的樹種發(fā)生了重大改變。以木材生產(chǎn)為中心的Ⅰ時(shí)期，林場種植的樹種以用材特性更突出的杉、松、桉、速相思為主，其造林面積達(dá)到849.4 hm2，占85.94%，以純林為主；鄉(xiāng)土闊葉樹種應(yīng)用數(shù)量僅24種，造林面積119.4 hm2，占14.06%，為闊葉混交林。以生態(tài)修復(fù)和建設(shè)為主的Ⅱ時(shí)期，林場種植樹種以生態(tài)功能更強(qiáng)大的鄉(xiāng)土闊葉樹種為主，應(yīng)用種類達(dá)134種，其造林面積達(dá)到1 429.0 hm2，占97.09%，與Ⅰ時(shí)期相比，鄉(xiāng)土樹種應(yīng)用種類增加了110種，闊葉混交林增加了1 309.7 hm2。進(jìn)入Ⅲ時(shí)期，種植的樹種以生態(tài)功能強(qiáng)大、同時(shí)兼顧商品價(jià)值更高的降香黃檀、閩楠、格木、土沉香等11種鄉(xiāng)土闊葉樹種為主，全部為闊葉混交林，其造林面積達(dá)128.32 hm2，占100%(表2)。

3.2.2林種的變化

伴隨著林場主要職能的轉(zhuǎn)變，其森林類別中的林種隨之發(fā)生變化。以木材生產(chǎn)為中心的Ⅰ時(shí)期，林場生態(tài)公益林比例起始年為“0”，1999年后，為完成國家下達(dá)的生態(tài)林建設(shè)任務(wù)，2年內(nèi)把原有商品林分中的75.10%劃定為生態(tài)公益林(樹種及所有經(jīng)營措施均未改變)。以生態(tài)修復(fù)和建設(shè)為主的Ⅱ時(shí)期，林場從樹種培育根源上主動求變，實(shí)現(xiàn)生態(tài)建設(shè)的轉(zhuǎn)型，生態(tài)公益林比例上升到96.85%。提供生態(tài)服務(wù)為主的Ⅲ時(shí)期，林場充分挖掘地類潛力，把生態(tài)公益林比例提高到98.61%(表3)。

3.2.3喬木林單位蓄積量

伴隨著林場主要職能的轉(zhuǎn)變，其樹種與經(jīng)營目的隨之發(fā)生變化，從而導(dǎo)致喬木林單位蓄積量改變。在Ⅰ時(shí)期起始之前，林場經(jīng)營森林的目的是獲取木材，喬木林單位蓄積量最高，達(dá)80.90 m3/hm2，而到了末期，需要完成上級下達(dá)的生態(tài)林建設(shè)任務(wù)，種植的樹種也發(fā)生改變，單位面積蓄積量開始下降至60.09 m3/hm2，其后，在經(jīng)營轉(zhuǎn)型的Ⅱ時(shí)期，為加快生態(tài)修復(fù)建設(shè)任務(wù)，林場加大用材樹種采伐力度，喬木林單位蓄積量下降率達(dá)到最大，為46.80%，到Ⅱ時(shí)期末期，喬木林單位蓄積量僅為31.97 m3/hm2，之后，林場進(jìn)入Ⅲ時(shí)期，林木采伐大幅度下降，而早期種植的樹木進(jìn)入快速生長初始階段，喬木林單位蓄積量出現(xiàn)正向增長，增長率最大達(dá)102.52%，到Ⅲ時(shí)期的2018年，喬木林單位蓄積量達(dá)64.74 m3/hm2，預(yù)計(jì)未來，生長量隨林分年齡增大而增加，喬木林單位蓄積量會更大(表3)。

表3 云勇林場不同發(fā)展時(shí)期主要時(shí)間節(jié)點(diǎn)森林資源質(zhì)量因子變化

3.3 森林資源利用變化分析

3.3.1林木資源利用

“植樹造林，森林資源培育、保護(hù)和合理開發(fā)利用”是國有林場的主要職能，通過大力造林、科學(xué)營林、減少商業(yè)性采伐是增強(qiáng)生態(tài)功能，提升森林質(zhì)量的重要舉措[6]。從表2的分析數(shù)據(jù)可知，在Ⅰ時(shí)期的9年內(nèi)，云勇林場基本按“法正林”理論進(jìn)行林木資源經(jīng)營，年均采伐面積100.9 hm2，年均利用木材量達(dá)11 230.6 m3，提供的年均木材資源最大；Ⅱ時(shí)期，林場為加快生態(tài)修復(fù)建設(shè)，加大了利用木材資源數(shù)量，年均采伐面積為141.3 hm2，年均利用木材量達(dá)10 289.1 m3；林場進(jìn)入Ⅲ時(shí)期，林木利用大幅度下降，年均采伐面積18.6 hm2，年均利用木材量為1 905.6 m3，且大多為低效林改造更新及改善森林環(huán)境而開展的林木采伐利用。

3.3.2生態(tài)功能等級變化

以林分林層、植被蓋度、郁閉度、生物多樣性、枯枝落葉層5個(gè)因子綜合評判森林生態(tài)功能等級，對森林資源的生態(tài)狀況評價(jià)具有重要作用，綜合得分越大，生態(tài)功能等級越高，當(dāng)林分生態(tài)功能一、二級占比超過50%，可認(rèn)為該林分生態(tài)狀況達(dá)到較優(yōu)水平[10]。廣東自2002年建立生態(tài)等級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以來，對森林生態(tài)功能的優(yōu)劣有了較為系統(tǒng)的評判標(biāo)準(zhǔn)。云勇林場的生態(tài)狀況一直處于較優(yōu)水平，但生態(tài)功能等級比重隨著不同林業(yè)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變發(fā)生著不斷變化。其中，生態(tài)功能一、二級林分合計(jì)數(shù)量，Ⅰ時(shí)期末年和Ⅲ時(shí)期2018年均高于Ⅱ時(shí)期末年；隨著林業(yè)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變，生態(tài)功能等級為一級的林分面積占比呈上升趨勢，所占比例由11.46%上升至26.77%；生態(tài)功能等級為二級的林分面積占比則呈先降后升，總體呈上升的趨勢；生態(tài)功能等級為三級的林分面積占比呈先升后降趨勢；而生態(tài)功能等級為四級的林分面積比重則呈先升后降趨勢，至2018年林分面積占比為0(表4)；由于Ⅱ時(shí)期林場進(jìn)行較大面積的更新造林，而Ⅲ時(shí)期更新改造面積逐年減少，新造林分隨著年齡增長，其林分的各種生態(tài)因子逐步恢復(fù)，生態(tài)功能逐漸變強(qiáng)。

表4 云勇林場不同發(fā)展時(shí)期主要森林生態(tài)資源變化

3.3.3森林植物景觀變化

森林植物景觀是最重要的森林資源利用要素。通過查閱及分析《廣東云勇森林公園總體規(guī)劃(2001-2012》《云勇生態(tài)型林場總體規(guī)劃(2002-2012)》及云勇林場1993—2018年4個(gè)年份森林資源二類調(diào)查相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)(表5)，林場3種林業(yè)發(fā)展模式其主要森林植物景觀類型數(shù)量變化不大，始終維持在7～8種范圍，但各森林植物景觀類型斑塊面積則發(fā)生較大變化，其中杉樹、松樹林、桉樹林、相思林景觀及其景觀斑塊面積不斷減少，甚至消失，逐步被純闊葉林、闊葉混交林、針闊混交林3種植物景觀所替代；同時(shí)，依托純闊葉林、闊葉混交林及針闊混交林景觀資源，按照不同的景觀要素，云勇林場構(gòu)建了紅花林、芳香林、百果園、珍貴樹種園、木蘭園、保健林等多種森林景觀，極大地豐富了森林景觀資源的內(nèi)涵，吸引了眾多游客前來休閑、游憩，逐步實(shí)現(xiàn)了森林資源從獲取木材為主向提供生態(tài)服務(wù)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變。

表5 云勇林場不同年份森林植物景觀類型變化

4 結(jié)論與建議

基于云勇林場25年3個(gè)不同林業(yè)發(fā)展模式起止時(shí)間節(jié)點(diǎn)4個(gè)年份森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)資料分析，結(jié)果表明，Ⅰ～Ⅲ時(shí)期林業(yè)發(fā)展模式，隨時(shí)間推延，林場的喬木林面積，森林覆蓋率，生態(tài)公益林面積，一、二生態(tài)功能等級林分面積比例，應(yīng)用鄉(xiāng)土樹種種類數(shù)量及種植闊葉混交林面積不斷增大；森林植物景觀變化更加豐富，斑塊面積更趨均勻。森林總蓄積量及喬木林單位蓄積量呈先降后升趨勢。年均獲取的木材資源越來越少，造林面積呈先升后降趨勢，整體呈現(xiàn)森林干擾不斷減弱，生態(tài)景觀功能不斷增強(qiáng)的良好態(tài)勢。

剖析云勇林場25年森林資源動態(tài)變化可得到以下結(jié)論：國有林場屬性決定林場的林業(yè)發(fā)展模式，進(jìn)而決定其森林資源總量、培育產(chǎn)品和利用力度。當(dāng)前，隨著廣東省大多數(shù)林場轉(zhuǎn)變?yōu)楣媸聵I(yè)單位，其主要功能已明確定位為保護(hù)培育森林資源、維護(hù)國土生態(tài)安全和提供生態(tài)公益服務(wù)[11]。因此，如何通過科學(xué)的森林資源經(jīng)營提升森林資源質(zhì)量成為國有林場改革的主要目標(biāo)[12]。基于云勇林場的森林資源現(xiàn)狀提出如下建議。

1)加強(qiáng)中幼林撫育措施。云勇林場自1999年進(jìn)行生態(tài)公益林建設(shè)以來，以種植鄉(xiāng)土闊葉樹種為主，造林密度為1 665株/hm2，目前林分郁閉度大多達(dá)到0.6以上，林木處于中幼齡，喬木樹種生長競爭大，因此，必須加強(qiáng)中幼林撫育力度，通過科學(xué)的密度調(diào)控，培育大徑級喬木林，促進(jìn)單位蓄積量快速增長。

2)加快公共綠色生態(tài)產(chǎn)品培育開發(fā)。目前云勇林場森林覆蓋率高，生態(tài)公益林中以鄉(xiāng)土闊葉樹種組成的混交林比例大，除發(fā)揮水源涵養(yǎng)、水土保持的生態(tài)功能外，必須充分挖掘和利用優(yōu)質(zhì)森林的其他屬性，如加快森林康養(yǎng)、林下經(jīng)濟(jì)、科普自然教育、獨(dú)特森林植物景觀建設(shè)，同時(shí)利用現(xiàn)有森林環(huán)境，加大旅游基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，使之成為珠三角休閑游憩的好場所。

3)及時(shí)總結(jié)鄉(xiāng)土闊葉樹種應(yīng)用成果，為廣東省生態(tài)建設(shè)提供科學(xué)參考。自林場開展生態(tài)修復(fù)和建設(shè)以來，應(yīng)用鄉(xiāng)土闊葉樹種達(dá)147種，其中不泛珍稀和珍貴樹種，截至目前，大多數(shù)林木生長良好，但隨著時(shí)間的推移，有些樹種成為群落優(yōu)勢種群，有些樹種成為群落亞喬木層樹種或下木，而有些樹種逐步在競爭中處于劣勢，甚至死亡消失。因此，需要根據(jù)目前的森林資源現(xiàn)狀及時(shí)進(jìn)行科學(xué)分析，提出林場未來森林資源科學(xué)經(jīng)營的技術(shù)措施。